פרופ' טל דביר, אונ' ת''א / צילום: איל יצהר
המעבדה של פרופ' טל דביר ממרכז סגול ומעבדת דביר באוניברסיטת תל אביב לא דומה לשום דבר שהייתם מעזים לדמיין: אצלם לא רק בונים איברים צעירים, טריים וחדשים כמו שהיו לכם פעם - אלא גם איברים משוכללים שיודעים לעשות דברים שהגוף שלנו מעולם לא עשה. לא בכדי היא כנראה אחת המעבדות המובילות בעולם בתחום של בניית איברים חלופיים.
במעבדה מפתחים מגוון של רקמות להשתלה: לב, חוט שדרה, כליה, רשתית, מעי ואפילו רקמת מוח. כמו במעבדות אחרות בתחום של הנדסת איברים, גם אצל דביר האיבר נבנה מאפס, באמצעות שימוש בתאי גזע, תאים שיודעים להתמיין לאזורים שונים בגוף.
התאים הללו מודפסים באמצעות מדפסת תלת־ממד, שיש לה סוגים שונים של "דיו". היא יכולה להדפיס קצת שריר, ועליו כלי דם, ועליו עוד קצת שריר - הכול על פי התוכנית שהוזנה למדפסת מראש, ועל פי זמינות התאים. בסופו של דבר כל זה אמור לייצר איבר מתפקד.
עד כאן מדובר בפיתוחים בהחלט משמעותיים, אבל יש טוויסט: הייחוד במעבדתו של דביר היה בהחלטה להוסיף גם סוגי דיו נוספים - לא רק של תאים - אלא מעולם האלקטרוניקה, כדי להקנות לרקמה יכולות משופרות.
בואו ניקח לדוגמה לב מלאכותי, שהודפס ונראה בדיוק כמו הלב שאותו יחליף. אם הלב הזה ייפגע כמו הלב המקורי - הרי ששוב יהיה צורך להמיר אותו. כדי לפתור את המעגליות הזו, לדביר היה רעיון: לשלב בתוך רקמת הלב מראש רכיבים חשמליים ולהוסיף חיישנים שיכולים לזהות אם יש בעיה בפעילות של הלב. אם משהו ישתבש, הרכיבים החשמליים יכנסו לפעולה וישמשו כמעין קוצב לב פנימי, שיתקן את הבעיה בלב שנפגע, בלי צורך להחליפו בשנית.
החיישנים יודעים להבחין אם הלב מתכווץ, אם הכיוון שלו מסונכרן ומה בדיוק צריך לתקן - וכל זה כחלק אינטגרלי מהפעילות של האיבר. כלומר, החשמל הוא לא תוספת על הלב המלאכותי - הוא חלק בלתי נפרד ממנו.
זה נשמע כמו מדע בדיוני. ובכן, זה מדע בדיוני. אבל רקמות לב כאלה, עם יכולות חשמליות, כבר נמצאות בניסוי בבעלי חיים.
ואם כל זה לא מספיק כדי לשמוט את הלסת, יש עוד: אפשר לכלול בלב גם מאגרים קטנים של תרופה. אותם חיישנים שיודעים לזהות כאשר משהו משתבש, יוכלו לאותת למאגרים ששזורים ממש בתוך רקמת הלב, להיפתח ולשחרר את התרופה ללב על פי הצורך, רק בתוך הרקמה ולא במקום אחר. למשל, אם מתחילה ירידה באספקת החמצן ללב, אפשר לשחרר חומר שמזמין תאים מרחבי הגוף שיודעים לגדל יותר כלי דם שיגיעו ללב, כדי לחדש את אספקת החמצן. אפשרות אחרת היא לזהות דלקת בלב, כדי לשחרר חומר אנטי דלקתי. כך אפשר גם למנוע דחיה של השתל, בלי לדכא את מערכת החיסון בכל הגוף.
במאמר שפרסמו דביר וצוותו לפני כשנה, הם לקחו את הרעיון הזה אפילו הלאה: במעבדה פיתחו מערכת שחרור מושהה לתרופות (טכנולוגיה המשמרת ריכוז קבוע של התרופה בגוף, מבלי צורך ליטול אותה פעמים רבות), שמושכת תרופות אליה. כלומר, אפשר להזריק את התרופה למחזור הדם, ושני חומרים, אחד על גבי התרופה ואחד על גבי השתל, נמשכים אחד לשני כך שהתרופה מגיעה בדיוק לאן שהיא אמורה. ואז, מתוך השתל המכיל גם חיישן, היא מקבלת איתות מתי להשתחרר ולפעול. כך קיבלנו תרופה עם תחכום של מחשב מתקדם. הלב המשוכלל הזה עדיין נמצא בפיתוח, וההערכה היא שהוא יצא לשוק בעשורים הקרובים.
בעתיד נוכל לראות צבעים שלא ידענו על קיומם
לאחרונה הגיעה לבורסה חברת הביוטכנולוגיה מטריסלף, שהוקמה כדי לקדם המצאה נוספת של דביר: חוט שדרה מלאכותי המיוצר באופן מותאם אישית למטופל - מוצר שנועד לטפל בפציעות חוט שדרה שמובילות לשיתוק. במעבדה הראו החוקרים כי ניתן ליצור פציעה כזו בחוט השדרה של עכברים, ואחר כך לטפל בהם ולהחזיר להם את היכולת ללכת. "במעבדות אחרות הצליחו בכך רק לגבי פציעה מאוד טריה", אומר דביר. "אנחנו היחידים, למיטב ידיעתי, שהראו החלמה כזו בפציעה שכבר הגלידה והתקבעה, כמו במציאות". המוצר אמור להגיע לניסויים בבעלי חיים בעוד שנתיים וחצי.
במעבדה מייצרים גם מעי מלאכותי משולב אלקטרוניקה. כך הוא יוכל להתכווץ או להימנע מלהתכווץ באופן פתולוגי - כדי למנוע תסמיני מחלות כמו קרוהן, קוליטיס או אפילו מעי רגיז. אנחנו יודעים היום שתמהיל החיידקים במעי יכול להיות גורם סיכון או להפך, גורם מגן ממחלות - מה שמשפיע על השמנה וסוכרת ועל התאמה של טיפול תרופתי. כעת ניתן יהיה להשתמש במעי מלאכותי כדי לחקור את הנושא בתנאי מעבדה.
ומה לגבי המוח? קשה יותר להדפיס מוח, כי אנחנו לא באמת מבינים אפילו היום איך בדיוק הוא בנוי - אבל במעבדה של דביר מפתחים שתלים של תאי מוח מפרישי דופמין, החומר שחסר למוח במחלת הפרקינסון. המטרה היא להשתיל את הרקמה לחולים, ובעתיד, יהיה ניתן לעשות גם את זה בשילוב אלקטרוניקה, כדי לשחרר את הדופמין על פי הצורך.
"אין לי ספק שבעתיד כולנו נהפוך לסייבורגים", אומר דביר. "בהתחלה זה יהיה למטרות רפואיות, ואחר כך למטרות של שיפור עצמי או אפילו של נוחות, כמו להשתיל שבב ביד שאפשר להעביר אותו במכונה כדי להזדהות ולשלם על דברים".
מי שטוען שהביג פארמה רוצים להשתיל לו צ'יפ לזיהוי - ובכן, יש לו יסוד לחשש. דביר בהחלט מסכים שדבר כזה צפוי לקרות - אבל מבחירה שלנו, משום שמדובר בשינוי יעיל שישדרג לחלוטין את איכות חיינו. "בכל אחד מאיתנו תהיה אלקטרוניקה: אם זה לשיפור הראיה - כך שנוכל לראות צבעים שהיום אין לנו את היכולת לראות; כבד משופר שיסנן רעלים טוב יותר ממה שהגוף עושה; כליות שמחדשות את עצמן, או מערכת שחרור של תרופות שפותחו במיוחד עבורנו".
"ראיתי תאי שריר לב בצלוחית - וידעתי שזה זה"
אף שהוא עומד כיום בחזית של האיברים המהונדסים, דביר (47) לא תמיד נמנה עם המוחות החולמים של התחום המהפכני הזה. "אני לא מאלה שתמיד חלמו על שיפור הגוף מעבר לטבע או על חיי נצח באמצעות הנדסת איברים. שירתי בסיירת צנחנים והשתחררתי בגיל יחסית מאוחר. ואז ראיתי מודעה בעיתון על פתיחת מסלול חדש באוניברסיטת בן גוריון - הנדסת ביוטכנולוגיה. זה נשמע לי מרתק, אז נרשמתי. מכיוון שהייתי מבוגר יחסית לסטודנטים, חיפשתי דרך להתקדם כבר בתחילת התואר, וביקשתי להצטרף לאחת המעבדות".
"אחת המעבדות" שהתגלגל אליה היוותה את התפנית עבורו: "כך הכרתי את מי שבהמשך הייתה המנחה שלי בדוקטורט, פרופ' סמדר כהן, מחלוצות תחום הנדסת האיברים. היא מהאנשים שמשנים חיים של בן אדם. מרגע שהכרתי אותה, ידעתי שאני רוצה להיות חוקר. בהתחלה היא שלחה אותי לחזור בשנה הרביעית, אך בסוף השתכנעה. התנדבתי במעבדה שלה עד שהצטרפתי אליה רשמית כסטודנט לדוקטורט. ברגע שראיתי תאי שריר לב מתכווצים בצלוחית במעבדה, ידעתי שזה התחום שלי".
אחרי הדוקטורט התקבל דביר למעבדה היוקרתית של פרופ' בוב לנגר. "זו מעבדת הביו־הנדסה מהגדולות בעולם, אולי הכי גדולה. עובדים בה מאות חוקרים, ובוב נותן לכל אחד מהם עצמאות רבה וגם הכוונה מעוררת השראה. במעבדה הזו נתקלתי בכל מיני טכנולוגיות שלמיטב ידיעתי בכלל לא היו קיימות בשום מקום אחר, כמו ננו־אלקטרוניקה. הן לא היו קשורות בשום צורה להנדסת רקמות, אבל אני החלטתי שמעניין לשלב בין הדברים. השילוב הפך את הרקמה שלי למאוד מיוחדת וחדשנית, וכך היו לי כמה פרסומים יוקרתיים, גם בנייצ'ר".
לפני כעשור, כשדביר רצה לחזור לישראל, אוניברסיטת תל אביב הקימה עבורו מעבדה מיוחדת. "קיבלתי כסף לאבזר את המעבדה בכל מה שרציתי. זה מאפשר לי להגשים את החלומות שלי בלי להיות לחוץ".
מעבדת דביר להנדסת רקמות ורפואה משחזרת באוניברסיטת תל אביב
הקמה: 2020
פיתוחים: לב שמרפא את עצמו, עמוד שדרה שמחזיר את יכולת ההליכה למשותקים, מעי מלאכותי שמונע קרוהן וקוליטיס
מנהל: ד"ר טל דביר, מייסד חברת מטריסלף, שגייסה 34 מיליון שקל, ונסחרת בתל אביב לפי שווי של 162 מיליון שקל
עובדים: 15
איך זה עובד: הדפסת תלת-ממד של תאי גזע, שיוצרים יחד איבר
צפי: מקווים להיכנס לניסויים קליניים ב-2024 (הלב המלאכותי - רק עוד 10 שנים)